某造纸厂废水处理工程实例

开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇某造纸厂废水处理工程实例范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！

【摘要】本文通过叙述造纸厂制造行业废水的特点,采用“絮凝沉淀-水解酸化-接触氧化法-二次沉淀”的工艺处理废水,经处理后达到国家排放标准。此废水处理工程的建设取得了良好的环境效益、社会效益和经济效益。

【关键词】造纸废水絮凝沉淀水解酸化接触氧化二次沉淀

某造纸有限公司总投资约14000多万元,占地面积6000多平方米,现有职工360多人。该项目日产废水量为37000m³/d,已建设一期工程,设计废水量为6000m³/d,其中循环回用水量5100 m³/d,占85%,排放水量900 m³/d,仅占15%。

一、设计水质以及排放标准

二、工艺流程的选择与分析

1、预处理工艺

采用气浮或沉淀方法,通过投加混凝剂,可去除绝大部分SS,同时去除大部分非溶解性COD及部分溶解性COD和BOD5.气浮和沉淀均为物化处理方法,处理效果与选用的设备、工艺参数、混凝剂等有关,通常能达到70%～85%。气浮具有处理效果稳定、可靠,占地面积小,污泥量少,易于脱水的优点,但运行电耗较高(需要设置中间提升泵、回流水泵),设备费用较高。沉淀虽然占地较大,但处理方法成熟、稳定,电耗较低,操作较简单。本着替用户着想的原则,本方案选用沉淀法。

2、生化处理工艺

可溶性COD、BOD5主要需通过生化方法才能有效去除。因此,在一级物化处理之后接生化方法处理。本方案采用A/O(缺氧-好氧)接触氧化法,主要基于几点理由:工艺成熟,易于运行与管理,对污泥膨胀,冲击负荷等易于采取措施;根据前段处理单元运行的结果,可灵活调节该系统的运行参数与方式,从而在整体上保证废水达标处理前提下的最低运行费用；与其它好氧处理工艺比较可节省设备投资费用。接触氧化通过在填料上形成生物膜,大幅度提高了好氧处理系统中生物的滞留量,从而增加了处理效率,减小了反应器容积。同时由于接触氧化采用的生物膜系统,这样通过细菌的固定作用有利于固定生长缓慢、世代时间较长的硝化细菌,提高了废水中氨氮的去除。废水中磷的含量相对较低,大部分可转化为微生物细胞的原生质,其余部分可通过磷细菌去除。

3、污泥处置与综合利用

（1）回收浆料

在造纸过程中浆料的流失不可避免,造纸废水中含有大量的纸浆纤维,如果不对纸浆纤维进行回收,将有大量的纸浆进入废水处理系统中,严重影响废水处理系统的处理效果,同时造成纸浆浪费。纤维回收系统主要用于造纸白水的纤维回收,做好废浆回收有两个好处:一是回收的浆料可回用于造纸或外售作为低档纸的原料,产生直接经济效益;二是降低废水处理负荷,减少药剂消耗。纸浆的回收,本方案选用旋转过滤机。

（2）污泥脱水

废水经物化、生物方法处理后,其中的悬浮物有90%以上分离出来成为污泥。通常原料废纸有5%左右进入废水,吨纸将产生70～80的干污泥。污泥脱水通常采用压滤机(带式或板框)脱水,板框压滤机需要间歇式运行,带式压滤机能连续运行处理污泥。自然干化容易造成二次污染,南方地区尤甚。综合各方面因素,本方案采用带式压滤机脱水。

三、处理出水的回用

目前国内外对造纸废水的处理大多着眼于使处理水水质达标排放上。我们认为,根据造纸(废纸类)生产的特点和所产生废水的性状,将废水处理同纤维回收、废水回用结合起来作为一个完整的系统加以考虑更为合理,使废水处理更能适应环境保护和生产发展的要求。根据造纸(原材料为废纸和木浆)生产工艺,碎浆、打浆和冲网工序中的生产用水,对SS的要求较高,而对的要求不高。如碎浆、打浆用水,一般地要求SS100mg/l,冲网用水SS30 mg/l,可在150～200 mg/l 。本方案设计的出水水质,应超过上述水质标准,供用户大部份回用,减少排放量。

四、工艺流程说明:

1、车间废水经明沟自流于集水井,在明沟内设置格栅,以截留粗大的悬浮物,格栅应定期人工清理；

2、用泵将废水从集水井打入旋转过滤机,废水从上部进入滚筒,过滤滚筒在旋转的过程中滤液从滤网的缝隙中排出,纸浆自动排到滚筒的另一端,纸浆流入集浆池,用泵送至车间回用；

3、废水经回收纸浆后,流入集水调节池,调节水质水量,在调节池内设置预曝气装置,防止悬浮物沉淀并能初氧化分解一部分有机物；

4、调节池内废水用泵提升到混凝沉淀池,泵前投加(碱式氯化铝),并伴以微量的(聚丙烯酰胺)废水经混凝反应后,悬浮物形成较大的絮体,在斜管沉淀池内快速沉淀,清水进入后续生化系统,底部污泥排入污泥处理系统；

5、向沉淀池出水投加N、P等营养物,一起自流入水解酸化池,将废水中难易降解的大分子有机物氧化分解为易于降解的小分子有机物,能大大提高废水的可生化性能;反应池内装有大量生物填料来作为生物载体,能极大地提高厌氧微生物浓度；

6、废水经厌氧反应后,进入接触氧化池,废水中有机物在好氧条件下被好氧微生物氧化为CO2和H2,从而去除有机物；反应池内装有大量生物填料来作为生物载体,能极大地提高好氧微生物浓度,用三叶罗茨鼓风机作为供氧手段,曝气方式采用微孔型曝气,能提高氧的利用率,大大节省能耗；

7、废水经生化反应后,自流于二沉池,生化段脱落的生物膜在此进行沉淀分离,上清液自流入清水池,底部污泥一部分回流至水解酸化池,以保证生化池中有较高的生物量,剩余污泥排入污泥处理系统；

8、经以上处理单元后,废水已达到排放标准,进入清水池内进行贮存；绝大部份清水(5100 m³/d)用泵送回车间回用,视情况排放少量(900 m³/d)已达标清水；

9、混凝沉淀池及二沉池内剩余污泥用泵打入污泥浓缩池,以减少污泥的处理体积,再用泵打入带式压滤机进行脱水,干泥外运或送至锅炉房焚烧。浓缩池上清液及压滤机滤水一起排入集水池,随同废水一起进行处理。

五、主要处理构筑物及设备(设计参数及设备选型)总体设计:

采用模块化设计,并联式拼装。按总水量分成四个处理单元,每个单元均有一套完整的处理流程。在平面布置上尽量多的使用公共池壁,形成一体化的处理装置。这样设计的好处是避免各处理构筑物过于庞大,不必使用刮泥机等大型机械,可以视水量情况只运行其中的几个单元,以减少运行成本,以后也可以视水量情况扩建1个或若干个处理单元。

1、格栅

在收水管渠内设置格栅。收水管渠建议采用暗渠,避免在输送过程中外来杂质(如塑料袋、树枝、叶)的进入。为减少投资采用人工格栅,材质为钢防腐。栅宽600mm,栅隙10mm。在格栅顶部设置滤水平台,杂物经风干后及时运走。

2、集水井

设置集水井的作用在于短时调节水量,避免出现水泵过分频繁的开启和关闭。采用地下式混凝土结构。圆形,直径3.0米,高4.3米。集水井内设置两台潜污泵(一用一备),潜污泵的开关由液位计控制。

3、旋转过滤机及纸浆回收系统

设置旋转过滤机来截留、回收废水中的纸浆纤维, 主要针对粒大于0.4mm的悬浮物,既能回收资源,又能大大降低污染负荷。采用型旋转过滤机,不锈钢材质。造纸废水通过集水井内的潜水泵打入缓冲罐,平缓均匀地布入内网筒,由网筒通过旋转刀将截留的纸浆排出,过滤的水由网筒缝隙排出,流入集水池。

4、集水调节池

由于该公司在生产过程废水排放呈多样性,使排出的废水的水质及水量在一日内有一定的变化,因此要求对废水进行进行调节,均衡水质,使其能够均匀进入后续处理单元,提高处理效果。在调节池前部设置布水槽(四格共用),在后部设置集水坑,坑内设置提升泵的吸水管。为防止雨水进入,调节池应高出地面0.3m,并设置防护栏杆。虽然废水在进入调节之前通过格栅、纤维回收等措施去除了大部分的悬浮物,但还是会有一部分的悬浮物特别是纸浆流进调节池,为了防止沉淀,同时为了加强废水的均匀性,在调节池内增加曝气装置,可有效改善废水的水质特性。曝气所需风量从罗茨鼓风机分流一部而来。池底铺设穿孔管进行预曝气。

5、混凝沉淀池

混凝沉淀池由混凝反应池和斜管沉淀池组成。二者进行合建。采用地上式钢筋混凝土结构。絮凝剂和助凝剂的溶解、配制在地面上的溶解槽进行,将配好的药剂用泵提升至高位贮药箱,靠重力作用投加药剂。絮凝剂采用(碱式氯化铝),助凝剂采用(聚丙烯酰胺)。絮凝反应采用穿孔旋流反应池,反应时间18s"反应池总容积为75 m³。沉淀池采用异向流斜管沉淀池,表面负荷为1.04m³/,总有效表面积为240,有效沉淀时间为3.1,总有效容积为775 m³,有效水深3.1m。沉淀池内装填蜂窝斜管填料,斜管倾角为600,斜管上部有效水深为1.2m,下部有效水深为1.33m。沉淀池分为四格,并联式运行。每格平面面积为240÷4=60,平面尺寸为:10.0mX6.0m(每格)。每格沉淀池内设6个泥斗,高度为1.5m。沉淀池总高度为5.2米,其中超高0.3m,有效水深(用于沉淀)3.1m,泥斗高1.5m,污泥层保护水深0.3m。这样设计可以实现自然排泥(污泥自流于集泥池),不必设置大型的刮泥机械,节省投资和电耗。每格沉淀池配5个絮凝反应池,串联式运行.四格沉淀池共20个,单个有效容积为75÷20=3.83,采用圆形池,单个直径为10m。这样,废水在多个反应池间依次流动时,会形成很好的漩涡,不必设置搅拌机械。

6、水解酸化池

由于该废水中含有大分子!好氧菌难以去除的物质。在废水进入好氧生化之前设置水解酸化池。靠水解产酸菌的作用可以迅速降解水中有机物通过对菌种的筛选与优化,在水解酸化池内,微生物只是对有机物进行吸收和吸附,而对有机物的分解主要是在接解氧化池内完成的。

因此,水解酸化池的停留时间只设计为1小时左右,总有效容积为340 m³,采用地上式钢筋混凝土结构,总高度为5.1m,总平面面积72。分为四格,并联式运行,每格尺寸为:6.0mX3.0m。水解酸化池采用升流式,上升流速3.5m/h。池底铺设穿孔管均匀布水。在池内装设生物组合填料,形成以水解产酸菌为主的生物膜,进一步提高废水的可生物降解性和提高生化处理效率。填料高度为3m,总体积为216 m³。由于造纸废水中、含量严重不足,因此(特别是运行初期)需向池中投加葡萄糖、鱼粉、蛋白胴、尿素、磷肥等营养物。此外,二沉池活性污泥回泥一部份至此,借以提高池中的生物量,维持较高的浓度。

7、接触氧化池

这是本工程最重要的处理工序,有机物的分解主要是在接触氧化池内完成的。接触氧化池内设有填料,部分微生物以生物膜的形式固着生长在填料表面,部分则是絮状悬浮生长于水中。该工艺兼有活性污泥法与生物滤池二者的特点。采用地上式钢筋混凝土结构,总高度为5.0m。接触氧化池的有机负荷为0.7kg/ m³h。由于废水中的有机物浓度太大,而处理重心又在接触氧化池,因此,需要较长的停留时间,本方案设计的总停留时间为13h,总有效容积为3300 m³。为了便于施工、运行管理,将接触氧化池分为一级和二级接触氧化池,每级接触氧化池的停留时间时间为6.5小时,有效容积为1650 m³。每级接触氧化池平面面积为360,再分成四个池,并联式运行,每个池又分成三个小格,串联式运行,每格尺寸为6.0X5.0(共24个小格)池内填料选用生物给合填料,高度为3米,总体积为2160 m³。采用三叶罗茨鼓风机进行曝气。气水比为15:1，风机型号为:3-250型罗茨鼓风机,转速

931,配电机率55，共设置3台,两用一备"为了增加充氧效果,池底设置可变微孔曝气器。

8、二沉池

二沉池不设混凝加药反应,底部污泥呈生物活性,可以进行部分回流。二沉池采用地上式钢筋混凝土结构。二沉池采用异向流斜管沉淀池,设计可以实现自然排泥(污泥自流于集泥池),不必设置大型的刮泥机械,节省投资和电耗。

9、清水池

设置清水池将处理后的水量贮存,方便泵回车间回用或自流排放。清水池的停留时间为30分钟,有效容积为120 m³。采用地上式钢筋混凝土结构。

10、污泥处理系统

混凝沉淀池的污泥及二沉池剩余污泥一起排入污泥池。本方案设计为多斗集泥,穿孔管水力自然排泥,通过优化设计省去刮泥、排泥机械。污泥池为地下式钢筋混凝土结构,与调节池进行合建。这样有处于将所有的废水提升设备和污泥处理设备集中在一起布置,管理较方便。污泥池有效容积为120 m³。由于污泥量较多,本方案选用带式压滤体,其可以连续处理污泥。目前有定型产品,集污泥调理!浓缩!压榨脱水为一体,因此本方案没有设置污泥浓缩池。污泥通过污泥泵送至泥药混合器,经加药絮凝反应充分混合后进入转鼓浓缩机进行初步脱水,然后送至带压机,经重力楔形脱水、预压、压榨脱水成为泥,由卸泥装置将泥饼卸除。选用型号为:DNY-2500,带宽2.5m,总装机功率为5.5kw,外形尺寸为4200X3600X2600mm。配套设备有絮凝器、加药螺杆泵、污泥螺杆泵等。

11、机房及办公室等。

总占地面积约130,分成四间,分别用作泵房、风机房、加药间、压滤机房、电气控制房、办公室。

六、经济效益分析

工程总投资为628.28万元,工程建成后,每天可产生6000吨清水,其中5100吨用于回用,每年生产300天,废水处理运行成本为1.2元/吨,市工业用水价格为2.25元/吨,计算投资回收年限为:6282800÷15100X300X(2.25-1.20)2=3.9年;若不考虑废水处理设施设备材料的折旧,4年内可以收回投资"另外本方案设计有纸浆回收系统,能变废为宝,创造较大的经济效益。

七、结语

随着排放标准的日益严格,各国学者在造纸废水的处理技术方面进行了深入的探索,相信随着科学技术的不断进步,造纸废水的处理工艺将逐渐完善,投资省、运行费用低、操作简单的处理技术将给造纸废水的治理带来新的希望。

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。